JP2000066163A - 液晶表示素子の製造方法および基板貼り合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の基板のアライメントとギャップ制御と
を同一工程で行うことにより、ギャップ面内均一性、ギ
ャップ精度、およびアライメント精度を向上させ、高品
位な表示が可能な液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 基板貼り合わせ装置は、真空槽８内に、
上下一対の定盤９・１０と、認識カメラ（図示せず）と
を備える。液晶を滴下した基板２ａを下方の定盤１０に
設置し、他方の基板２ｂを上方の定盤９に設けた静電チ
ャック１１に吸着させる。真空槽８内を所定の圧力に
し、上下定盤９・１０を加圧しながら基板２ａ・２ｂを
貼り合わせ、基板２ａ・２ｂに予め形成したマーカーの
位置整合をとり、真空槽８内を大気圧に戻す。その後、
両基板２ａ・２ｂ間のシール材のみに紫外線を照射して
硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、ワードプロセッサ、モニターディスプレイなど
のＯＡ機器や、携帯型の情報通信機器などに用いられる
液晶表示素子の製造方法と、このような液晶表示素子の
製造において基板を貼り合わせる際に用いられる基板貼
り合わせ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、電極や配向膜等をそれ
ぞれに形成した一対の基板が貼り合わされ、この一対の
基板間に液晶が封入された構成である。一対の基板の両
側には、偏光板やその他の光学フィルムが、必要に応じ
て設置される。偏光板は液晶モードにより、１枚または
２枚設けられ、または使用されない場合もある。

【０００３】上記したような構造の液晶表示素子は、透
過型の場合は、表示面の反対側から３波長型冷陰極管な
どで光を照射して表示させる。反射型の場合は、表示面
の反対側に反射板を設置して外光を反射させることによ
り、表示を行う。このような形態で液晶表示素子を電圧
駆動し、ディスプレイとして用いることができる。

【０００４】従来、液晶表示素子の製造工程において、
一対の基板の間に液晶層を形成する方法として、注入方
式と滴下方式とが知られている。前者の注入方式は、一
般的に量産に適しており、真空中で毛細管現象と圧力差
とにより空セルの開口部から液晶を充填するものであ
る。一方、滴下方式は、一方の基板上に液晶を予め滴下
し、これに他方の基板を真空中で貼り合わせるものであ
る。各方式とも、一対の基板を貼り合わせる工程を経
て、液晶パネルを完成させるものである。

【０００５】ここで、注入方式による液晶表示素子の従
来の製造方法を、図１０を参照しながら説明する。ま
ず、表示電極を設けた基板を洗浄し（図１０中のＰ５
１）、液状の配向材をオフセット印刷などで塗布した
後、仮焼成、本焼成を経て配向膜を形成する（Ｐ５
２）。さらに、配向膜に対し、ラビングなどによる配向
処理を行う（Ｐ５３）。一般に、ラビングの後に、表面
の異物や汚れを落とすために水洗浄を実施する（Ｐ５
４）。

【０００６】そして、どちらか一方の基板に、液晶を封
止するためのシール材を、描画装置やスクリーン印刷等
により塗布することにより、シールパターンを形成する
（Ｐ５５ａ）。さらに液晶表示素子の領域外に、仮止め
用のＵＶ樹脂をディスペンサなどでスポット印刷する。
また、もう一方の基板には、ギャップを形成するために
所定の大きさのスペーサを散布する（Ｐ５５ｂ）。

【０００７】次に、大気中で、両方の基板を貼り合わせ
る（Ｐ５６）。貼り合わせる際には、両方の基板におい
て電極上に予め設けてある合わせマークを光学的に認識
できるようにしてある。そして、合わせマークが合致し
た時に、仮止め用のＵＶ樹脂を、紫外線を照射して硬化
させる。

【０００８】その後、液晶表示素子のギャップ制御を行
うために、仮止めされた一対の基板の全体をエアープレ
スなどで加圧し、最適なギャップが出たところでシール
材を硬化させる（Ｐ５７）。この時、熱硬化型のシール
材を用いる場合には、エアープレスの定盤内に設置した
ヒーター線により熱を加えて、シール材を固める。ＵＶ
硬化型のシール材を用いる場合は、エアープレスを行う
定盤としてガラスやアクリル材などの透明な厚手の板を
用い、最適なギャップが出たところで定盤の外側から紫
外線を照射してシール材を固める方法が、一般的に使用
されている。

【０００９】その後、基板表示領域外のガラス部分を割
断する（Ｐ５８）ことにより、空の液晶セル（空セル）
が形成される。注入方式の場合、このようにしてできた
空セルと液晶溜めとを真空槽内に入れ、０．２〜０．７
Torr程度で、空セルの注入口部を液晶に触れさせた後、
真空槽内を大気に開放することにより、空セル内に液晶
を充填する（Ｐ５９）。

【００１０】そして、封口部を樹脂などで閉じ（Ｐ６
０）、液晶表示素子に付着した液晶を洗浄した後、液晶
表示素子全体をアニールして、液晶の再配向処理を行う
（Ｐ６１）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液晶表示素子の製造方法では、空セルを作る
時に、最適なギャップを得るための加熱プレスやＵＶプ
レスを行うものの、位置合わせ精度や、ギャップの面内
均一性の精度が、十分に得られなかった。このため、将
来的に基板サイズの大型化が進む中で、これらの精度を
どのように向上させるかが問題となっていた。

【００１２】上記の位置合わせ精度や、ギャップの面内
均一性の精度が、十分に得られない理由は、次のとおり
である。まず、貼り合わせ工程（Ｐ５６）の中で、一対
の基板の位置合わせを行うアライメント工程と、ギャッ
プ出しのための加圧プレス工程とが分かれており、適切
な空セルができていないことが挙げられる。つまり、ア
ライメント工程で一旦仮止めしたＵＶ樹脂が、次工程の
加圧プレスの強制的な力によって外れてしまい、この結
果、一対の基板上のマーカーのアライメント精度の幅か
ら出てしまうからである。

【００１３】また、一対の基板がアライメント精度良く
貼り合わされ仮止めされていても、シール材が熱硬化型
樹脂である場合、後のシール硬化工程における加熱プレ
ス時の圧力と温度変化とによって、ガラスからなる一対
の基板とそれらに挟まれたシール材との間の線膨張係数
の違いから、アライメント位置がずれてしまうことがあ
る。これは基板サイズが大きくなるほど、非常に深刻な
問題となる。

【００１４】一方、シール材がＵＶ樹脂である場合、加
圧プレスで所望のギャップを形成した状態で、透明な定
盤の外側から紫外線を照射するが、作業枚数が増すにつ
れて、紫外線照射による輻射熱で定盤が加熱され、定盤
自体が温度上昇する。このため、定盤に接触している基
板だけが温度上昇し、もう一方の基板には温度変化がな
いために、一対の基板間に温度差が生じた状態となる。
この状態のまま、紫外線照射された一対の基板間のシー
ル材が硬化すると、一対の基板が反った状態で貼り合わ
され、液晶表示素子にギャップむらが生じる。この問題
も、基板サイズが大きくなるほど深刻になる。

【００１５】以上のように、従来の製造方法では、十分
なアライメント精度とギャップ精度とを両立させること
が難しく、今後大型化する基板サイズに対して対応でき
ないという問題があった。

【００１６】本発明は、ＣＲＴの代替となるＬＣＤモニ
ターなどに求められる２０型相当の液晶表示素子などを
実現するための基板サイズの大型化に伴い、上記したよ
うな従来の問題点を解決するものであり、狭ギャップの
精度、ギャップの面内均一性、およびアライメント精度
を向上させて、明るく高品位な表示が可能な液晶表示素
子を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の液晶表示素子の製造方法は、液晶を挟む一
対の基板の少なくとも一方に、セルギャップを規定する
規定部材を配置する第1の工程と、前記一対の基板を位
置整合させる第2の工程とを含み、前記第２の工程と同
一工程において、前記一対の基板のセルギャップが所定
の大きさになるよう加圧することを特徴とする。

【００１８】この方法によれば、同一工程内で、一対の
基板のアライメントとギャップ制御とが実施されるの
で、ギャップ出しの際にアライメントずれや外れが起こ
らず、液晶表示素子の反りも発生しない。これにより、
液晶表示素子のギャップ面内での均一性、ギャップ精
度、アライメント精度を高めることができ、高品位な表
示が可能な液晶表示素子を提供できる。

【００１９】前記第2の工程は、所定の圧力に調整され
た雰囲気内で行うことが好ましい。この方法により、ア
ライメント精度をさらに向上させることができる。前記
第2の工程において、少なくとも一方が変位可能に設け
られた一対の定盤と、前記一対の定盤の少なくとも一方
に設けられた静電チャックとを有する貼り合わせ装置を
用い、前記一方の定盤の静電チャックに前記一対の基板
の一方を保持させ、他方の定盤に他方の基板を保持させ
て、前記位置整合および加圧を行うことが好ましい。

【００２０】この方法によれば、静電チャックによっ
て、一対の基板の少なくとも一方が確実に固定されるの
で、アライメント精度をさらに向上させることができ
る。また、前記第2の工程よりも後に、前記静電チャッ
クに保持された基板の除電を行う工程を含むことが好ま
しい。

【００２１】この方法によれば、静電チャックに吸着さ
れた基板に残留した電荷を除去できるので、静電破壊を
防止することができる。また、前記第2の工程よりも前
に、前記一対の基板の少なくとも一方に、静電気を除去
するためのパターンを形成する工程を含むことが好まし
い。これにより、静電チャックに吸着された基板に残留
した電荷がこのパターンによって除去されるので、静電
破壊を防止することができる。

【００２２】また、前記規定部材が粒状のスペーサであ
り、前記第1の工程が、前記スペーサを散布する工程を
含むことが好ましい。この方法によれば、スペーサの散
布によって、規定部材を容易に形成することができる。
これにより、製造コストを低く抑えることができる。

【００２３】なお、前記スペーサは、接着性をもつこと
が好ましい。この方法によれば、スペーサが基板に固着
するので、ギャップ精度が向上する。前記規定部材が所
定の高さを有する突起であり、前記第1の工程が、フォ
トリソグラフィにより前記突起を形成する工程を含むこ
とが好ましい。

【００２４】これの方法によれば、所定の高さを持つ突
起をフォトリソグラフィにより所望の位置に形成できる
ので、また、前記第1の工程において、規定部材を、カ
ラーフィルタと同時に形成することが好ましい。この方
法によれば、製造工程を増やすことなく規定部材を容易
に形成することができる。

【００２５】また、前記第2の工程よりも前に、前記一
対の基板に位置整合に用いるマークを形成する工程を含
むことが好ましい。この方法によれば、アライメント精
度をさらに向上させることができる。

【００２６】また、前記第2の工程よりも後に、前記一
対の基板の位置整合を少なくとも1回行う工程を含むこ
とが好ましい。この方法によれば、アライメント精度を
さらに向上させることができる。

【００２７】また、前記第2の工程よりも前に、前記一
対の基板の少なくとも一方に、液晶を滴下する工程を含
むことが好ましい。この方法によれば、注入方式に比べ
てタクトタイムおよびリードタイムが短い、効率的な製
造ラインを構築でき、液晶の使用量も少なくて済むとい
う利点がある。

【００２８】また、前記第2の工程よりも前に、前記一
対の基板の少なくとも一方に、液晶を塗布する工程を含
むことが好ましい。この方法によれば、注入方式に比べ
てタクトタイムおよびリードタイムが短い、効率的な製
造ラインを構築でき、液晶の使用量も少なくて済むとい
う利点がある。

【００２９】また、前記第2の工程よりも後に、前記一
対の基板の間に液晶を注入する工程を含むことが好まし
い。この方法によれば、液晶に気泡が生じにくいので、
歩留りを向上させることができる。

【００３０】また、上記の目的を達成するために、本発
明の基板貼り合わせ装置は、圧力槽と、前記圧力槽の内
部に少なくとも一方が変位可能に設けられ、一対の基板
を保持する一対の定盤と、前記一対の定盤に保持させた
一対の基板を位置整合させながら所定の間隔をもって貼
り合わせる加圧手段とを備えたことを特徴とする。

【００３１】この構成により、一対の基板のアライメン
トとギャップ制御とを同一工程内で実施できるので、ギ
ャップ出しの際にアライメントずれや外れが起こらず、
液晶表示素子の反りも発生しない。これにより、液晶表
示素子のギャップ面内での均一性、ギャップ精度、アラ
イメント精度を高めることができ、高品位な表示が可能
な液晶表示素子を提供できる。

【００３２】前記一対の定盤の少なくとも一方に、基板
を吸着する静電チャックを備えたことが好ましい。この
構成によれば、静電チャックによって、一対の基板の少
なくとも一方が定盤に確実に固定されるので、アライメ
ント精度をさらに向上できる。

【００３３】また、前記一対の基板の位置を確認するた
めの監視手段をさらに備えたことが好ましい。この構成
によれば、一対の基板の位置を確認しながら位置合わせ
を行えるので、アライメント精度をさらに向上させるこ
とができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 （実施の形態１）図１に、本発明の実施形態１の液晶表
示素子１の概略構造を示す。この液晶表示素子１は、一
対の基板２ａ・２ｂを備えている。基板２ａにおいて基
板２ｂに対向する面には、複数の表示電極５ａ…が、互
いに平行に配置されている。基板２ｂにおいて基板２ａ
に対向する面には、複数の表示電極５ｂ…が、互いに平
行に配置されている。なお、表示電極５ａと表示電極５
ｂとは、互いに直交するように配置されている。表示電
極５ａは、配向膜７ａに覆われている。表示電極５ｂ
は、配向膜７ｂに覆われている。

【００３５】基板２ａ・２ｂ間には、所定のギャップを
形成するように、スペーサ４が分散して配置されてい
る。液晶３が、上記のギャップを埋めるように、基板２
ａ・２ｂ間に充填され、シール材６によって封入されて
いる。このシール材６は、基板２ａ・２ｂの外周に沿っ
て塗布されている。シール材６としては、エポキシ樹脂
からなる熱硬化型材料や、ラジカルやカチオン型などの
紫外線硬化型材料を用いることができる。

【００３６】基板２ａ・２ｂの外側には、必要に応じ
て、図示しない偏光板やその他の光学フィルムが、適切
な位置に配置される。上記の基板２ａ・２ｂとしては、
カラーフィルタ基板、アクティブ素子を配列したアレイ
基板、透明電極を形成した基板などが用いられる。

【００３７】セル内のギャップを所定の値にするために
は、スペーサ４として、ベンゾクアナミンなどの樹脂系
材料やＳｉＯ₂からなる球状または棒状のスペーサを用
いることが好ましい。また、ギャップの均一性を向上さ
せるためには、スペーサ４に接着性を持たせ、基板２ａ
・２ｂに固着させることが好ましい。

【００３８】ここで、液晶表示素子１の製造方法を、図
２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、本
実施形態の液晶表示素子１は、以下に説明するように、
注入方式で作成されるものである。

【００３９】まず、周知の方法により表示電極５ａ・５
ｂをそれぞれ形成した基板２ａ・２ｂを洗浄する（図２
に示すＰ１）。洗浄後の基板２ａ・２ｂに、液状の配向
材をオフセット印刷し、高温で乾燥させて配向膜７ａ・
７ｂをそれぞれ形成する（Ｐ２）。そして、この配向膜
７ａ・７ｂの表面をバフでラビング処理し（Ｐ３）、表
面に異物がある場合は洗浄工程を通す（Ｐ４）。

【００４０】こうしてできた基板のうち、いずれか一方
の基板（ここでは基板２ａとする）に、描画や印刷によ
りシール材６を塗布することにより、シールパターンを
形成する（Ｐ５ａ）。その基板２ａまたは他方の基板
（ここでは基板２ｂ）に、スペーサ４を均一に散布する
（Ｐ５ｂ）。

【００４１】そして、基板２ａ・２ｂの一方に設けた共
通電極と、他方に設けた電極とを導通させるために、デ
ィスペンサを用いて、シール材６の外側の数箇所に、導
電性樹脂のスポットを塗布する。なお、この導電性樹脂
のスポットの大きさおよび数はパネルサイズに依存する
ものであり、例えば対角１０インチのパネルの場合であ
れば、直径約１ｍｍ以下程度の大きさで、約１５ｍｍ程
度のピッチで形成すればよい。

【００４２】次に、図３に示す基板貼り合わせ装置を用
いて、基板２ａ・２ｂを貼り合わせる（Ｐ６）。この装
置は、真空槽８内に、上下一対の定盤９・１０をもつプ
レス装置である。定盤９・１０は、少なくとも一方が変
位可能に設けられている。定盤９には、静電チャック１
１が設けられている。また、この装置は、基板２ａ・２
ｂを精度良くアライメントできるように、図示しない認
識カメラ（監視手段）を備えている。

【００４３】まず、図3に示すように、いずれか一方の
基板（ここでは基板２ａ）を下方の定盤１０に載せ、他
方の基板（ここでは基板２ｂ）を、上方の定盤９の静電
チャック１１に吸着させる。そして、真空槽８内を所定
の圧力にした後、上下の定盤９・１０を加圧して基板２
ａ・２ｂを貼り合わせる。このとき、認識カメラで基板
２ａ・２ｂのマーカーの位置整合を確認しつつ所要の精
度で位置を合わせる。基板２ａ・２ｂが位置整合された
ら、真空槽８内を大気圧に戻す。この作業の間、定盤９
の静電チャック１１が保持した基板２ｂを落とさないよ
うにする。

【００４４】次に、シール材６を硬化、または仮硬化さ
せる（Ｐ７）。次に、基板２ａ・２ｂの周辺を割断する
（Ｐ８）。これにより、液晶表示素子１の空セルが作成
される。そして、液晶溜めを用意した真空槽内に空セル
を入れ、この真空槽内の真空度がある程度安定してか
ら、空セルの封口部を液晶溜めに漬ける。その後、真空
槽内を大気圧に戻す。これにより、空セル内外の圧力差
と毛細管現象によって、液晶３がセルギャップ内に注入
される（Ｐ９）。所定の量の液晶が注入されたら、封口
部を樹脂で閉じ（Ｐ１０）、余分な液晶３を洗い落す。
さらに、液晶表示素子１の全体をアニールして、液晶３
の再配向処理を行う（Ｐ１１）。

【００４５】なお、上記の工程Ｐ６で使われる静電チャ
ック１１は、電極と、吸着させる基板との間に絶縁層を
隔てて電圧を印加し、両者の間にクーロン力を発現させ
ることによって基板を吸引するものである。吸着させる
基板（ここでは基板２ｂ）の種類によって、静電チャッ
ク１１における接地方法や構成が、何種類か考えられ
る。たとえば、基板２ｂとしては、アレイ基板、カラー
フィルタ基板、あるいはプラスチックやフィルムといっ
た材質の基板などが用いられる。

【００４６】このため、静電チャック１１の基本構成に
は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、吸着する基板の
条件によっていくつかが考えられる。まず、図４（ａ）
に示すタイプの静電チャック１１は、単極の内部電極１
１ａを備え、導体または半導体の基板の吸着に適してい
る。また、このタイプの静電チャック１１を用いる場
合、吸着する基板（ここでは基板２ｂ）を接地させる必
要がある。

【００４７】また、図４（ｂ）および（ｃ）に示すタイ
プの静電チャック１１では、基板２ｂを接地する必要が
なく、導体または半導体の基板の吸着に適している。図
4（ｂ）に示す静電チャック１１は、内部電極１１ａと
して面型電極を備え、図4（ｃ）に示す静電チャック１
１は、双極の内部電極１１ａを備えている。

【００４８】また、図４（ｄ）に示すタイプの静電チャ
ック１１は、櫛型の内部電極１１ａを備え、誘電体の基
板の吸着に適している。なお、このタイプの静電チャッ
ク１１は、吸着する基板（ここでは基板２ｂ）を接地し
てもしなくてもよい。

【００４９】また、静電チャック１１は、吸着力が強い
反面、吸着した基板の表面に電荷が残留する可能性があ
るので、処理後の基板中で静電破壊が起こらないような
対策が必要となる。このため、吸着する基板上のパター
ン引き回しをループ状にすることで放電が起こらないよ
うにしたり、イオナイザーなどで除電することが好まし
い。

【００５０】以上のように、本実施形態の製造方法によ
れば、同一工程内で、基板２ａ・２ｂのアライメントと
ギャップ制御とが実施されるので、ギャップ出しの際に
アライメントずれや外れが起こらず、液晶表示素子の反
りも発生しない。これにより、液晶表示素子のギャップ
面内での均一性、ギャップ精度、アライメント精度を高
めることができ、高品位な表示が可能な液晶表示素子を
提供できる。

【００５１】また、基板２ａ・２ｂのギャップを保持す
る規定部材を、スペーサ４を散布することで容易に形成
することができるので、タクトタイムおよびリードタイ
ムが短く、効率的な製造ラインを構築できる。

【００５２】（実施の形態２）図５に、本発明の実施形
態２における液晶表示素子２１の概略構成を示す。この
液晶表示素子２１は、実施の形態1のスペーサ４の代わ
りに、基板２ａ・２ｂ間のギャップの大きさを均一にす
るために、所定の高さをもつ突起１２を備えている。

【００５３】この突起１２は、基板２ａ上に、アクリル
系の感光性材料などを、フォトリソグラフィ法でパター
ニングすることにより形成される。また、突起１２は、
カラーフィルタ（図示せず）と同時に、このカラーフィ
ルタのＲ，Ｇ，Ｂ，ＢＭ（ブラックマトリクス）の何れ
かと重ねて形成することも可能である。なお、突起１２
は、画素領域以外に設ける方が、開口率を大きく得るこ
とができる点で好ましい。

【００５４】突起１２の数（密度）は、多い方が、セル
ギャップの均一性が向上される点で好ましい。一方、信
頼性の観点からは、突起１２の数（密度）が多いと、０
℃以下の低温に放置した場合にセル内の容積と液晶材料
の膨張率との関係から気泡が発生するので、あまり好ま
しくない。つまり、突起１２の密度については、セルギ
ャップの均一性と低温気泡発生とのトレードオフの関係
が成り立つので、所望の特性に応じて適切な密度を決定
すれば良い。また、突起１２の大きさや材料の硬度に
も、突起１２の密度同様の関係が成り立つ。

【００５５】突起１２の形成は、前述したように、カラ
ーフィルタの形成と同時に行うと容易である。しかし、
その後の工程において、配向膜７ａを印刷によって形成
する際に、突起１２の周辺で膜厚ムラが発生したり、ラ
ビング時に筋状の配向不良が生じたりするなど、突起１
２がコントラスト低下の原因になることが懸念される
が、突起１２の形状や大きさ、また設ける位置によって
表示不良を抑えることができる。

【００５６】また、図6に示す構成のように、配向膜７
ａのラビング処理後に、配向膜７ａ上に突起１２を形成
する方法も考えられる。この場合、突起１２の形成時に
フォトリソグラフィで使用する溶媒等で配向膜７ａが汚
染されると、配向力が低下する恐れがあるので、使用す
る溶媒を適切に選択することが必要である。

【００５７】基板２ａ・２ｂ間には、液晶３が充填さ
れ、シール材６によって封入されている。このシール材
６は、基板２ａ・２ｂの外周に沿って塗布されている。
シール材６としては、エポキシ樹脂からなる熱硬化型材
料や、ラジカルやカチオン型などの紫外線硬化型材料を
用いることができる。

【００５８】基板２ａ・２ｂの外側には、必要に応じ
て、図示しない偏光板やその他の光学フィルムが、適切
な位置に配置される。上記の基板２ａ・２ｂとしては、
カラーフィルタ基板、アクティブ素子を配列したアレイ
基板、透明電極を形成した基板などを用いることができ
る。

【００５９】ここで、液晶表示素子２１の製造工程につ
いて、図７に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。なお、実施形態１で説明した工程と同様の工程には
同じ参照符号を付け、その詳細な説明を省略する。後述
する他の実施形態においても同様とする。

【００６０】本実施形態の液晶表示素子２１は、以下に
説明するように、注入方式で作成されるものである。ま
ず、表示電極５ａ・５ｂを形成した基板２ａ・２ｂを洗
浄する（図５に示すＰ１）。洗浄後の基板２ａ・２ｂ
に、配向膜７ａ・７ｂをそれぞれ形成する（Ｐ２）。そ
して、配向膜７ａ・７ｂの表面をバフでラビング処理し
（Ｐ３）、洗浄工程を通す（Ｐ４）。

【００６１】こうしてできた基板のうち、いずれか一方
の基板（ここでは基板２ａとする）に、描画や印刷によ
りシール材６を塗布することにより、シールパターンを
形成する（Ｐ１５ａ）。そして、その基板２ａまたは他
方の基板（ここでは基板２ｂ）に、フォトリソグラフィ
によって突起１２を形成する（Ｐ１５ｂ）。

【００６２】次に、図３に示す基板貼り合わせ装置を用
いて、基板２ａ・２ｂを貼り合わせる（Ｐ６）。この装
置は、真空槽８内に、上下一対の定盤９・１０をもつプ
レス装置である。定盤９・１０は、少なくとも一方が変
位可能に設けられている。定盤９には、静電チャック１
１が設けられている。また、この装置は、基板２ａ・２
ｂを精度良くアライメントできるように、図示しない認
識カメラ（監視手段）を備えている。

【００６３】まず、いずれか一方の基板（ここでは基板
２ａ）を下方の定盤１０に載せ、他方の基板（ここでは
基板２ｂ）を、上方の定盤９の静電チャック１１に吸着
させる。そして、真空槽８内を所定の圧力にした後、上
下の定盤９・１０を加圧して基板２ａ・２ｂを貼り合わ
せる。このとき、認識カメラで基板２ａ・２ｂのマーカ
ーの位置整合を確認しつつ所要の精度で位置を合わせ
る。基板２ａ・２ｂが位置整合されたら、真空槽８内を
大気圧に戻す。この作業の間、定盤９の静電チャック１
１が保持した基板２ｂを落とさないようにする。

【００６４】次に、シール材６を硬化させる（Ｐ１
７）。なお、シール材６の材料によっては、ここでは完
全に硬化させずに仮硬化させた状態とし、後で本硬化さ
せるようにしてもよい。

【００６５】次に、基板２ａ・２ｂの周辺を割断する
（Ｐ８）。これにより、液晶表示素子２１の空セルが作
成される。そして、液晶溜めを用意した真空槽内に空セ
ルを入れ、この真空槽内の真空度がある程度安定してか
ら、空セルの封口部を液晶溜めに漬けて真空槽内を大気
圧に戻す。これにより、空セル内外の圧力差と毛細管現
象によって、液晶３がセルギャップ内に注入される（Ｐ
９）。所定の量の液晶が注入されたら、封口部を樹脂で
閉じ（Ｐ１０）、余分な液晶３を洗い落す。さらに、液
晶表示素子２１の全体をアニールして、液晶３の再配向
処理を行う（Ｐ１１）。

【００６６】以上のように、本実施形態の製造方法によ
れば、同一工程内で、基板２ａ・２ｂのアライメントと
ギャップ制御とが実施されるので、ギャップ出しの際に
アライメントずれや外れが起こらず、液晶表示素子の反
りも発生しない。これにより、液晶表示素子のギャップ
面内での均一性、ギャップ精度、アライメント精度を高
めることができ、高品位な表示が可能な液晶表示素子を
提供できる。

【００６７】また、基板２ａ・２ｂのギャップを制御す
るための突起１２は、フォトリソグラフィ等により、所
望の位置に形成することが可能である。従って、突起１
２を画素領域外に設けるようにすれば、開口率が向上さ
れ、明るい表示が可能な液晶表示素子を提供できる。

【００６８】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
おける液晶表示素子の製造方法について、図８を参照し
ながら以下に説明する。なお、本実施形態の液晶表示素
子の製造方法は、滴下方式で液晶層を形成するものであ
る。

【００６９】配向膜７ａ・７ｂを形成した基板２ａ・２
ｂをラビング処理し、洗浄するまでの手順（Ｐ１〜Ｐ
４）は、実施の形態１で説明したとおりである。次に、
一方の基板２ａに、シール材６を描画や印刷で塗布し
（Ｐ２５ａ）、他方の基板２ｂに、スペーサ４を均一に
散布し、固着させる（Ｐ２５ｂ・Ｐ２６ｂ）。

【００７０】シール材６には、ラジカルやカチオン型の
ＵＶ樹脂を用いる。また、スペーサ４としては、基板２
ｂに対してある程度の密着強度を必要とするので、固着
タイプのものを用いる。なお、スペーサ４を用いる代わ
りに、実施の形態２で述べたように、基板２ａ・２ｂの
少なくとも一方に、突起１２を設けても良い。そして、
導通ランド部上に、導電性樹脂をディスペンサでスポッ
ト的に塗布する。

【００７１】次に、基板２ａ・２ｂの一方に、液晶３を
滴下する（Ｐ２６ａ）。この場合、液晶３を滴下する基
板としては、シール材６を塗布した基板２ａの方が適し
ている。滴下する液晶３の量は、液晶表示素子の表示エ
リア面積とギャップ厚とに基づいて予め計算できる。そ
して、液晶３が均一に広がるようにパターンを用意し
て、脱泡済みの液晶３を滴下する。

【００７２】さらに、図3に示した基板貼り合わせ装置
を用いて基板２ａ・２ｂを貼り合わせる（Ｐ６）。この
装置は、真空槽８内に、上下一対の定盤９・１０をもつ
プレス装置である。定盤９・１０は、少なくとも一方が
変位可能に設けられている。定盤９には、静電チャック
１１が設けられている。また、この装置は、基板２ａ・
２ｂを精度良くアライメントできるように、図示しない
認識カメラ（監視手段）を備えている。

【００７３】まず、液晶３を滴下した基板２ａを、下方
の定盤１０に載せ、基板２ｂを、上方の定盤９の静電チ
ャック１１に吸着させる。そして、真空槽８内を所定の
圧力にした後、上下の定盤９・１０を加圧して基板２ａ
・２ｂを貼り合わせる。このとき、認識カメラで基板２
ａ・２ｂのマーカーの位置整合を確認しつつ所要の精度
で位置を合わせる。基板２ａ・２ｂが位置整合された
ら、真空槽８内を大気圧に戻す。このとき、マーカーの
位置整合をとった際に、スポット的に仮止めをしてもよ
い。

【００７４】次に、基板２ａ・２ｂの間のシール材６の
みに紫外線を照射し、シール材６を硬化させる（Ｐ
７）。このとき、シール材６のみに選択的に紫外線を照
射するためには、表示エリア内のマスキングをすること
が好ましい。あるいは、レーザ光を用いて局所的な照射
を行うことも有効である。

【００７５】最後に、アニール工程（Ｐ１１）で液晶３
の再配向処理を行った後、基板２ａ・２ｂを割断するこ
とにより（Ｐ８）、液晶表示素子１が完成する。以上の
ように、本実施形態の製造方法によれば、同一工程内
で、基板２ａ・２ｂのアライメントとギャップ制御とが
実施されるので、ギャップ出しの際にアライメントずれ
や外れが起こらず、液晶表示素子の反りも発生しない。
これにより、液晶表示素子のギャップ面内での均一性、
ギャップ精度、アライメント精度を高めることができ、
高品位な表示が可能な液晶表示素子を提供できる。

【００７６】また、滴下方式で液晶層を形成することに
より、注入方式に比べてタクトタイムおよびリードタイ
ムが短く、効率的な製造ラインを構築でき、液晶の使用
量も少なくて済むという利点もある。

【００７７】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
おける液晶表示素子の製造方法について、図９を参照し
ながら以下に説明する。なお、本実施形態の液晶表示素
子の製造方法は、滴下方式で液晶層を形成するものであ
る。

【００７８】配向膜７ａ・７ｂを形成した基板２ａ・２
ｂをラビング処理し、洗浄するまでの手順（Ｐ１〜Ｐ
４）は、実施の形態１で説明したとおりである。次に、
一方の基板２ａに、シール材６を描画や印刷で塗布し
（Ｐ３５ａ）、他方の基板２ｂに、スペーサ４を均一に
散布し、固着させる（Ｐ３５ｂ・Ｐ３６ｂ）。

【００７９】シール材６には、ラジカルやカチオン型の
ＵＶ樹脂を用いる。また、スペーサ４としては、基板２
ｂに対してある程度の密着強度を必要とするので、固着
タイプのものを用いる。なお、スペーサ４を用いる代わ
りに、実施の形態２で述べたように、基板２ａ・２ｂの
少なくとも一方に、突起１２を設けても良い。そして、
導通ランド部上に、導電性樹脂をディスペンサでスポッ
ト的に塗布する。

【００８０】次に、基板２ａ・２ｂの一方に、液晶３を
滴下する（Ｐ３６ａ）。この場合、液晶３を滴下する基
板としては、シール材６を塗布した基板２ａの方が適し
ている。滴下する液晶３の量は、液晶表示素子１の表示
エリア面積とギャップ厚とに基づいて予め計算できる。
そして、液晶３が均一に広がるようにパターンを用意し
て、脱泡済みの液晶３を滴下する。

【００８１】さらに、図3に示した基板貼り合わせ装置
を用いて基板２ａ・２ｂを貼り合わせる（Ｐ６）。この
装置は、真空槽８内に、上下一対の定盤９・１０をもつ
プレス装置である。定盤９・１０は、少なくとも一方が
変位可能に設けられている。定盤９には、静電チャック
１１が設けられている。また、この装置は、基板２ａ・
２ｂを精度良くアライメントできるように、図示しない
認識カメラ（監視手段）を備えている。

【００８２】まず、液晶３を滴下した基板２ａを、下方
の定盤１０に載せ、基板２ｂを、上方の定盤９の静電チ
ャック１１に吸着させる。そして、真空槽８内を所定の
圧力にした後、上下の定盤９・１０を互いに近接させ
て、基板２ａ・２ｂが所定のアライメント精度を得るよ
うに、マーカーの位置整合をとる（Ｐ３７）。次に、上
下の定盤９・１０を加圧する（Ｐ３８）。その後、再
度、マーカーの位置整合をとる（Ｐ３９）。そして、基
板２ａ・２ｂが完全に位置整合されたら、真空槽８内を
大気圧に戻す。このとき、マーカーの位置整合をとった
際に、スポット的に仮止めをしてもよい。

【００８３】次に、基板２ａ・２ｂの間のシール材６の
みに紫外線を照射し、シール材６を硬化させる（Ｐ
７）。このとき、シール材６のみに選択的に紫外線を照
射するためには、表示エリア内のマスキングをすること
が好ましい。あるいは、レーザ光を用いて局所的な照射
を行うことも有効である。

【００８４】最後に、アニール工程（Ｐ１１）で液晶３
の再配向処理を行った後、基板２ａ・２ｂを割断するこ
とにより（Ｐ８）、液晶表示素子１が完成する。なお、
図9に示したフローチャートでは、工程Ｐ３８において
加圧プレスを行った後に、再度のアライメント工程（Ｐ
３９）を一回だけ行っているが、所望のアライメント精
度とセルギャップとが得られるまで、マーカーの位置整
合をとる工程と加圧プレス工程とを繰り返し行ってもよ
い。これにより、アライメント精度をさらに向上させる
ことができる。

【００８５】以上のように、本実施形態の製造方法によ
れば、同一工程内で、基板２ａ・２ｂのアライメントと
ギャップ制御とが実施されるので、ギャップ出しの際に
アライメントずれや外れが起こらず、液晶表示素子の反
りも発生しない。これにより、液晶表示素子のギャップ
面内での均一性、ギャップ精度、アライメント精度を高
めることができ、高品位な表示が可能な液晶表示素子を
提供できる。

【００８６】また、滴下方式で液晶層を形成することに
より、注入方式に比べてタクトタイムおよびリードタイ
ムが短く、効率的な製造ラインを構築でき、液晶の使用
量も少なくて済むという利点もある。

【００８７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の液晶表
示素子の製造方法によれば、同一工程内でアライメント
とギャップ制御とが実施されるので、ギャップ出しによ
るアライメントずれや外れが起こらず、液晶表示素子の
反りも発生しない。これにより、液晶表示素子のギャッ
プ面内均一性、ギャップ精度、アライメント精度を高め
ることができ、高品位な表示が可能な液晶表示素子を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の液晶表示素子の概略構
成を示す断面図

【図２】 前記液晶表示素子の製造方法を示すフローチ
ャート

【図３】 本発明の基板貼り合わせ装置の一例を示す断
面図

【図４】 （ａ）〜（ｄ）は、前記基板張り合わせ装置
が備える静電チャックの構成例を示す断面模式図

【図５】 本発明の実施形態２における液晶表示素子の
概略構成を示す断面図

【図６】 前記液晶表示素子の一変形例を示す断面図

【図７】 本発明の実施形態２における液晶表示素子の
製造方法を示すフローチャート

【図８】 本発明の実施形態３における液晶表示素子の
製造方法を示すフローチャート

【図９】 本発明の実施形態４における液晶表示素子の
製造方法を示すフローチャート

【図１０】 従来の液晶表示素子の製造方法を示すフロ
ーチャート

【符号の説明】

１・２１ 液晶表示素子 ２ａ・２ｂ 基板 ３ 液晶 ４ スペーサ ５ａ・５ｂ 表示電極 ６ シール材 ７ａ・７ｂ 配向膜 ８ 真空槽 ９・１０ 定盤 １１ 静電チャック １１ａ 内部電極 １２ 突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 FA02 FA03 FA10 FA16 FA20 FA21 FA30 HA12 MA17 2H089 LA03 LA09 MA04Y NA09 NA25 NA44 NA48 NA51 NA60 QA14 TA12 2H090 HC06 JC17 JC19 LA02 LA03 MB01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を挟む一対の基板の少なくとも一方
   に、セルギャップを規定する規定部材を配置する第1の
   工程と、 前記一対の基板を位置整合させる第2の工程とを含み、 前記第２の工程と同一工程において、前記一対の基板の
   セルギャップが所定の大きさになるよう加圧することを
   特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第2の工程を、所定の圧力に調整さ
   れた雰囲気内で行う請求項１に記載の液晶表示素子の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記第2の工程において、少なくとも一
   方が変位可能に設けられた一対の定盤と、前記一対の定
   盤の少なくとも一方に設けられた静電チャックとを有す
   る貼り合わせ装置を用い、前記一方の定盤の静電チャッ
   クに前記一対の基板の一方を保持させ、他方の定盤に他
   方の基板を保持させて、前記位置整合および加圧を行う
   請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第2の工程よりも後に、前記静電チ
   ャックに保持された基板の除電を行う工程を含む請求項
   ３に記載の液晶表示素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第2の工程よりも前に、前記一対の
   基板の少なくとも一方に、静電気を除去するためのパタ
   ーンを形成する工程を含む請求項３に記載の液晶表示素
   子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記規定部材が粒状のスペーサであり、
   前記第1の工程が、前記スペーサを散布する工程を含む
   請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記スペーサが接着性をもつ請求項６に
   記載の液晶表示素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記規定部材が所定の高さを有する突起
   であり、前記第1の工程が、フォトリソグラフィにより
   前記突起を形成する工程を含む請求項１に記載の液晶表
   示素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記第1の工程において、規定部材を、
   カラーフィルタと同時に形成する請求項８に記載の液晶
   表示素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第2の工程よりも前に、前記一対
    の基板に位置整合に用いるマークを形成する工程を含む
    請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記第2の工程よりも後に、前記一対
    の基板の位置整合を少なくとも1回行う工程を含む請求
    項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記第2の工程よりも前に、前記一対
    の基板の少なくとも一方に、液晶を滴下する工程を含む
    請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記第2の工程よりも前に、前記一対
    の基板の少なくとも一方に、液晶を塗布する工程を含む
    請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記第2の工程よりも後に、前記一対
    の基板の間に液晶を注入する工程を含む請求項１に記載
    の液晶表示素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 圧力槽と、 前記圧力槽の内部に少なくとも一方が変位可能に設けら
    れ、一対の基板を保持する一対の定盤と、 前記一対の定盤に保持させた一対の基板を位置整合させ
    ながら所定の間隔をもって貼り合わせる加圧手段とを備
    えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
16. 【請求項１６】 前記一対の定盤の少なくとも一方に、
    基板を吸着する静電チャックを備えた請求項１５に記載
    の基板貼り合わせ装置。
17. 【請求項１７】 前記一対の基板の位置を確認するため
    の監視手段をさらに備えた請求項１５または１６に記載
    の基板貼り合わせ装置。